核爆独特化学环境催生奇特合金

参考消息网报道 据《科学美国人》月刊网站7月29日报道，原子弹爆炸会形成一种实验室几乎无法复刻的独特化学环境，在巨大的破坏力之中，爆炸还能产生全新的物质。

日本广岛原子弹爆炸是人类历史上最具毁灭性的事件之一，这场核爆产生了一种无论在自然界还是实验室中都从未被发现过的金属材料。意大利佛罗伦萨大学地球科学家卢卡·宾迪在广岛湾海滩采集微碎屑时，发现了这种合金。

他表示：“即便时隔数十年，一颗仅有几微米大小的微粒，依旧留存着仅持续零点几秒的极端环境条件的详尽记录。这些微粒并非单纯熔融形成的残骸，而是这场爆炸留下的实物档案。”

核爆炸对周遭环境的冲击效果类似于雷击或陨石撞击：空气瞬间飙升至太阳表面级别的高温，随后又急速降温，各类物质汽化后以常态下不可能发生的方式重新聚合。整个过程转瞬即逝，汽化的金属来不及像常规条件下那样稳定下来。宾迪说：“每一个微小液滴，实际上都是一次独立的实验。”

在广岛核爆期间发生的无数次此类“微型实验”中，其中一次生成了一种金属合金。该合金主要由铁、铬、镍、锰、钼、硅和铝等元素均匀融合，形成均质立方晶格。人们此前从未发现具备该元素构成与结构组合的物质。一般而言，这组元素混合物达到稳定状态后，会形成结构更简单、所含元素种类更少的晶体，而本次发现的合金却保持着复杂的立方构型。

科学家过去已发现多种在核爆或其他极端环境下形成的新物质，其中就包括三一石。它是1945年美国“三位一体”核试验产生的玻璃态物质。三一石中含有一种新型笼形包合物晶体及准晶体。准晶体是一类罕见物质，曾一度被认为不可能存在，其原子结构不存在周期性重复排列。人们在陨石中也发现过准晶体。

宾迪表示，在广岛湾发现的这种合金虽非准晶体，但其结构与准周期材料内部的部分原子排布相近，有助于我们进一步认识准晶体。

宾迪补充道，这项发表在美国《科学进展》杂志上的研究，引出了一系列新问题：极端事件究竟能创造出何种物质？它们是“孤立的奇物”，还是属于“范围更广的一类材料”？

宾迪说：“如果这种更广泛的规律确实存在，那么原子弹爆炸产生的碎片，或许能帮助我们揭示物质形成的原理——这些原理同样适用于陨石撞击、雷击以及自然界其他剧烈事件。”

美国卡内基-梅隆大学物理学家迈克尔·威多姆没有参与本次研究，不过他曾与宾迪有过合作。他认为，这项研究发现说明还有“一大片材料领域几乎无人探索”：这类物质难以在常规热力学稳定环境中产生，在地质演化波澜不惊的地方也很难发现。

他说：“宾迪的判断十分正确。想要找到全新材料，就得去那些非同寻常的环境里寻找。”（编译/邬眉）